电脑【计算机】的产生与发展？

计算机的产生与发展

计算机的发展历史



1666年，在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。

1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的计数机,叫“Stepped Reckoner”，这部计算器可以把重复的数字相乘，并自动地加入加数器里。

1694年,德国数学家，Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的Pascalene 改良，制造了一部可以计算乘数的机器，它仍然是用齿轮及刻度盘操作。

1773年, Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至12位的计算机器。

1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一部与Leibniz相似的乘法计算器。

1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机，可惜没有拨款去制造。

1801年, Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。

1854年－1890年

1854年,George Boole 出版 An Investigation of the Laws of Thought”，是讲述符号及逻辑理由，它后来成为计算机设计的基本概念。

1858年,一条电报线第一次跨越大西洋，并且提供了几日的服务。

1861年,一条跨越大陆的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。

1876年,Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。

1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。

1882年,William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作，并专注于加数器的发明。

1889年,Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现，并被用于 1890 中的人口调查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算，他用咭贮存资料,然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果，在短短六星期内做到。

1890年－20世纪早期

1893年,第一部四功能计算器被发明。

1895年,Guglielmo Marconi 传送广播讯号。

1896年,Hollerith 成立制表机器公司(Tabulating Machine Company)。

1901年,打孔键出现，之后的半个世纪只有很少的改变。

1904年,John A.Fleming 取得真空二极管的专利权，为无线电通讯建立基础。

1906年,Lee de Foredt 加了一个第三活门在Felming 的二极管， 创制了三电极真空管。

1907年,唱片音乐在纽约组成第一间正式的电台。


1908年,英国科学家 Campbell Swinton ？剖隽说缱由？描方法及预示用阴极射线管制造电视。

20世纪中期

1911年,Hollerith 的表机公司与其它两间公司合并，组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R)，制表及录制公司。但在1924年，改名为International Business Machine Corporation (IBM)。

1911年,荷兰物理学家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。

1931年,Vannever Bush 发明了一部可以解决差分程序的计数机，这机器可以解决一些令数学家，科学家头痛的复杂差分程序。

1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 IBM 601”，它是一部有算术部件及可在1秒钟内计算乘数的穿孔咭机器。 它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。

1937年,Alan Turing 想出了一个 通用机器(Universal Machine)” 的概念，可以执行任何的算法，形成了一个可计算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同类型的发明为好，因为他用了符号处理(symbol processing) 的概念。

1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。它是第一部用真空管计算的机器。

1939年,Zuse 与 Schreyer 开？？制造了V2”？z后来叫Z2？{，这机器沿用 Z1的机械贮存器，加上一个用断电器逻辑(Relay Logic)的新算术部件。但当 Zuse完成草稿后，这计划被中断一年。

1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加数器，以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。

1940年1月,在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以计算复杂数字的机器， 叫“复杂数字计数机(Complex Number Calculator)”，后来改称为“断电器计数机型号I (Model I Relay Calculator)” 。它用电话开关部份做逻辑部件：145个断电器，10个横杠开关。数字用“Plus 3BCD”代表。在同年9月，电传打字 etype 安装在一个数学会议里，由New Hampshire 连接去纽约。

1940年, Zuse 终于完成Z2，它比运作得更好，但不是太可靠。

1941年夏季，Atanasoff及Berry完成了一部专为解决联立线性方程系统(system of simultaneous linear equations) 的计算器，后来叫做ABC (Atanasoff-Berry Computer)”，它有60个50位的存贮器，以电容器(capacitories)的形式安装在2个旋转的鼓上，时钟速度是60Hz。

1941年2月,Zuse 完成V3”(后来叫Z3)，是第一部操作中可编写程序的计数机。它亦是用浮点操作，有7个位的指数，14位的尾数，以及一个正负号。存贮器可以贮存64个字，所以需要1400个断电器。它有多于1200个的算术及控制部件，而程序编写，输入，输出的与 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成ASCC Mark I”(自动按序控制计算器 Mark I ，Automatic Sequence -- Controlled Calculator Mark I)，亦称“Haward Mark I”。这部机器有51尺长，重5顿，由 750,000部份合并而成。它有72个累加器，每一个有自己的算术部件，及23位数的寄存器。

1943年12月, Tommy Flowers与他的队伍，完成第一部“Colossus”，它有2400个真空管用作逻辑部件，5 个纸带圈读取器(reader)，每个可以每秒工作5000字符。

1943年,由 John Brainered领导，ENIAC开始研究。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert负责这计划的执行。

1946v第一台电子数字积分计算器(ENIAC)在美国建造完成。

1947年,美国计算器协会(ACM)成立。

1947年,英国完成了第一个存储真空管O 1948贝尔电话公司研制成半导体。

1949年,英国建造完成延迟存储电子自动计算器(EDSAC)

1950年,自动化一词第一次用于汽车工业。

1951年,美国麻省理工学院制成磁心

1952年,第一台储存程序计算器诞生。

1952年,第一台大型计算机系统IBM701宣布建造完成。

1952年,第一台符号语言翻译机发明成功。

1954年,第一台半导体计算机由贝尔电话公司研制成功。

1954年,第一台通用数据处理机IBM650诞生。

1955年,第一台利用磁心的大型计算机IBM705建造完成。

1956年,IBM公司推出科学704计算机。

1957年,程序设计语言FORTRAN问世。

1959年,第一台小型科学计算器IBM620研制成功。

1960年,数据处理系统IBM1401研制成功。

1961年,程序设计语言COBOL问世。

1961年,第一台分系统计算机由麻省理工学院设计完成。

1963年,BASIC语言问世。

1964年,第三代计算机IBM360系列制成。

1965年,美国数字设备公司推出第一台小型机PDP-8。

1969年,IBM公司研制成功90列卡片机和系统--3计算机系统。

1970年,IBM系统1370计算机系列制成。

1971年,伊利诺大学设计完成伊利阿克IV巨型计算机。

1971年,第一台微处理机4004由英特尔公司研制成功。

1972年,微处理机基片开始大量生产销售。

1973年,第一片软磁盘由IBM公司研制成功。

1975年,ATARI--8800微电脑问世。

1977年,柯莫道尔公司宣称全组合微电脑PET--2001研制成功。

1977年,TRS--80微电脑诞生。

1977年,苹果--II型微电脑诞生。

1978年,超大规模集成电路开始应用。

1978年,磁泡存储器第二次用于商用计算机。

1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。

20世纪晚期－现在

1982年,微电脑开始普及，大量进入学校和家庭。

1984年,日本计算机产业着手研制第五代计算机---具有人工智能的计算机。

按构成元件经历的四个时代

第一代电子管计算机(1945-1956)
在第二次世界大战中，美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值。这促进了计算机的研究与发展。1944年Howard H. Aiken(1900-1973)研制出全电子计算器，为美国海军绘制弹道图。这台简称 Mark I 的机器有半个足球场大，内含500英里的电线，使用电磁信号来移动机械部件，速度很慢(3-5秒一次计算)并且适应性很差只用于专门领域，但是，它既可以执行基本算术运算也可以运算复杂的等式。

1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)在费城公诸于世。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18，000个电子管，70，000个电阻器，有5百万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度比Mark I快1000倍，ENIAC是第一台普通用途计算机。

40年代中期，John von Neumann(1903-1957)参加了宾夕法尼亚大学的小组，1945年设计电子离散可变自动计算机EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)，将程序和数据以相同的格式一起储存在存储器中。这使得计算机可以在任意点暂停或继续工作，von Neumann结构的关键部分是中央处理器，它使计算机所有功能通过单一的资源统一起来。

第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。

第二代晶体管计算机(1956-1963)

1948年，晶体管的发明大大促进了计算机的发展，晶体管代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小。1956年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。首先使用晶体管技术的是早期的超级计算机，主要用于原子科学的大量数据处理，这些机器价格昂贵，生产数量极少。

1960年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代计算机用晶体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件:打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的COBOL(Common Business-Oriented Language)和FORTRAN(Formula Translator)等语言，以单词、语句和数学公式代替了含混晦涩的二进制机器码，使计算机编程更容易。新的职业(程序员、分析员和计算机系统专家)和整个软件产业由此诞生。

第三代集成电路计算机(1964-1971)

虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。1958年德州仪器的工程师Jack Kilby发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。

第四代大规模集成电路计算机(1971-现在)

出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。大规模集成电路(LSI)可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了80年代，超大规模集成电路(VLSI)在芯片上容纳了几十万个元件，后来的(ULSI)将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。

70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有友好界面的软件包，供非专业人员使用的程序和最受欢迎的字处理和电子表格程序。这一领域的先锋有Commodore， Radio Shack和Apple Computers等。

1981年，IBM推出个人计算机(PC)用于家庭、办公室和学校。80年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。与IBM PC竞争的Apple Macintosh系列于1984年推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。

一、计算机网络的产生与发展 追溯计算机网络的发展历史，它的演变可概括地分成三个阶段： (1)以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络。 (2)多个主计算机通过线路互联的计算机网络。 (3)具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络。 所谓联机系统，就是一台中央主计算机连接大量的在地理上处于分散位置的终端。早在20世纪50年代初，美国建立的半自动地面防空系统就是将地面的雷达和其他测量控制设备的信息通过通信线路汇集到一台中心计算机进行处理，开创了把计算机技术和通信技术相结合的尝试。这类简单的“终端——通信线路——计算机”系统，成了计算机网络的雏形。严格地说，与以后发展成熟的计算机网络相比，存在着一个根本的区别。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端设备都没有自主处理的功能，还不能算计算机网络。但现在为了更明确地区别于后来发展的多个计算机互连的计算机网络，专称为面向终端的计算机网络。随着连接的终端数目的增多，为了使承担数据处理的中心计算机减轻负载，在通信线路和中心计算机之间设置了一个前端处理机FEP（Front End Processor）或通信控制器CCU（Communication Control Unit），专门负责与终端之间的通信控制，出现了数据处理和通信控制分工，从而更好地发挥中心计算机的数据处理能力。另外，在终端较集中的地区，设置集中器和多路复用器，它首先通过低速线路将附近群集的终端连至集中器或复用器，然后通过高速通信线路、调制解调器与远程中心计算机的前端机相连，构成如图4-14所示的远程联机系统，提高了通信线路利用率，节约了远程通信线路的投资。 图4-14 远程联机系统 20世纪60年代中期开始，出现、发展了若干个计算机互连的系统，开创了“计算机——计算机”通信的时代，并呈现出多处理中心的特点。以ARPA网为代表，标志着我们目前常称的计算机网络的兴起。20世纪60年代后期，由美国国防部高级研究计划局ARPA（目前称为DARPA——Defense Advanced Research Projects Agency）提供经费，联合计算机公司和大学共同研制而发展起来的，主要目标是借助于通信系统，使网内各计算机系统间能够相互共享资源，最终导致一个实验性的4个节点网络开始运行并投入使用。目前ARPA网仍在继续运行之中，已经扩展到连接数百台计算机，地理上不仅跨越美国本土，而且通过卫星链路连接夏威夷和欧洲的节点。ARPA网是一个成功的系统，它在概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络打下了基础。 二、计算机网络的组成 计算机网络可分为两种子网：资源子网和通信子网。如图4-15所示。 图4-15 计算机网络的构成 (一)资源子网 资源子网提供访问的能力，资源子网由主计算机、终端控制器、终端和计算机所能提供共享的软件资源和数据源（如数据库和应用程序）构成。主计算机通过一条高速多路复用线或一条通信链路连接到通信子网的结点上。 终端用户通常是通过终端控制器访问网络的。终端控制器能对一组终端提供几种控制，因而减少了终端的功能和成本。 (二)通信子网 通信子网是由用作信息交换的结点计算机NC和通信线路组成的独立的数据通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。 网络结点提供双重作用：一方面作资源子网的接口，同时也可作为对其他网络结点的存储转发结点。作为网络接口结点，接口功能是按指定用户的特定要求而编制的。由于存储转发结点提供了交换功能，故报文可在网络中传送到目的结点。它同时又与网络的其余部分合作，以避免拥塞并提供网络资源的有效利用。